IQAS PROJETO:

HEMATIT ABSICO DE SINTERIZAO

Por: Alexandre MedeirosRef. Bib.: HONORATO, E. Utilizao de Minrio de Ferro na Siderurgia. USIMINAS: Minas Gerais, 2005. Cap. II

PROJETO HEMATITA: BSICO DE SINTERIZAO IQAS

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NDICE 1. DEFINIO DE PROCESSO DE SINTERIZAO.............. 03 2. HISTRICO DO PROCESSO DE SINTERIZAO ............. 03 3. FLUXO TPICO DE UMA SINTERIZAO ......................... 03 3.1. ETAPAS NA PRODUO DE SINTER .............................. 03 3.2. LAY OUT TPICO DWIGHTLLOYD................................... 04 4. CONCEITO DE MISTURA TOTAL (M.T.) ............................ 04 5. AMOSTRAGENS DAS MPs E DA MISTURA TOTAL ....... 04 6. CONSUMO DOS MATERIAIS DA MISTURA TOTAL ....... 05 7. HOMOGENEIZAO, UMIDADE E MICROPEL. ...............05 7.1. CARACTERSTICAS DO MISTURADOR ..........................05 7.2. INFLUNCIA E CONTROLE DA UMIDADE .................... 05 7.3. INFLUNCIA E CONTROLE DO MISTURAMENTO .......07 7.4. INFLUNCIA DE UM AGENTE AGLOMERANTE .......... 07 7.5. INFLUNCIA DA PERMEABILIDADE ............................. 08 7.6. PROPRIED. DE MICRO-GRANULAO DO COQUE .....08 8. CONTROLE DE ALIMENTAO DA MS ............................08 9. OUTRAS TCNICAS DE PREPARAO DE CARGA ........ 09 9.1. PREAQUECIMENTO DA MISTURA .................................. 09 9.2. CARREG. DE MISTURA EM DUPLA CAMADA ..............09 9.3. ISF (INTENSIFIED SIFTING FEEDER) .............................. 10 10. CONTROLE OPERACIONAL NUMA SINTERIZAO ... 11 10.1. CONT. DA UMIDADE DA MISTURA .............................. 11 10.2. CONT. DE CARREGAMENTO ......................................... 11 10.3. CONT. DA ALTURA DA CAMADA E BEDDING ......... 11 10.4. CONT. DE INTENSIDADE IGNIO INICIAL ............. 11 10.5. CONT. DA DENSIDADE DE CARGA ............................. 12 10.6. CONT. DA TEMPERATURA DOS GASES EXAUSTOS 12 10.7. PRESSO DE SUCO DO EXAUSTOR PRINCIPAL .. 12 10.8. ACOMPANHAMENTO VISUAL ...................................... 13 10.8.1. SUPERFCIE DA CAMADA ........................................... 13 10.8.2.CONTROLE DA FRENTE DE COMBUSTO ................13 10.9. CONTROLE E QUALIDADE DOS COMB. SLIDOS .... 13 10.10.CONTROLE DA VELOCIDADE DA ESTEIRA .............. 14 10.11.CONTROLE GERAO DE RETORNO DE SNTER .14 11. TRATAMENTO MECNICO DO SNTER ......................... 14 12. RENDIMENTOS DE PRODUO ....................................... 15 13. MECANISMO DE SINTERIZAO .................................... 16

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14 - ZONAS DE SINTERIZAO .............................................. 16 15. REAES DE SINTERIZAO .......................................... 17

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USIMINAS - IQAS PROJETO HEMATITABSICO DE SINTERIZAO:REA DE REDUO

Ca0/Si02 for inferior a 1, ou bsico, quando esta relao for superior a 1. 2. HISTRICO DO PROCESSO DE SINTERIZAO DE MINRIOS O processo de sinterizao de minrio de ferro vem sendo praticado desde o sculo 19 como meio de aglomerao dos finos, com a qualidade do sinter inferior do minrio granulado. Entretanto, o sinter auto fundente fabricado em escala industrial com adio de calcrio por volta de 1958, apresentou excelente qualidade, contribuindo para uma melhoria extraordinria na produtividade e no fuel rate do alto-forno. Existem dois principais modelos de mquinas de sinterizao; um mais antigo, o GREENAWALT de produo interrupta surgido no final do sc. XIX, em franca decadncia, e o mais recente, surgido no sc. XX, de produo contnua, o DWIGHT LLOYD, usado atualmente no mundo inteiro.DIFERENAS BSICAS DO PROCESSO CONTNUO E DESCONTNUO

1. DEFINIO DE PROCESSO DE SINTERIZAO A sinterizao um processo de aglomerao a quente de uma mistura de finos de minrios, coque, fundentes e adies, com dosagens e composies qumicas definidas, cujo produto resultante, o snter, apresente caractersticas qumicas, fsicas e metalrgicas compatveis com as solicitaes do alto-forno. A principais caractersticas exigidas para o snter so: No conter elementos qumicos indesejveis para o alto-forno; Composio qumica estvel; Elevado teor de ferro; Baixo volume de escria; Elevada resistncia mecnica; Granulometria estvel; Baixa porcentagem de finos; Baixa degradao sob reduo; Possuir alta redutibilidade; Baixo consumo de combustvel.

GREENAWALT (DESCONTNUO) Pequena rea til (20 a 30m2) Setor de carga fixa (panela) Forno ignio mvel Descarga interrupta Maior custo de produo

DWIGHT LLOYD (CONTNUO) Elevada rea til (at 600 m2) Setor de carga mvel (esteira) Forno ignio fixo Descarga contnua Menor custo de produo

Os snteses so definidos genericamente como:

A sinterizao usando o sistema DWIGHTLLOYD, vem se adequado para produo em grande escala, aumentando sua capacidade gradativamente, existindo hoje mquinas com 5m de largura, 600m2 de rea til e 25000 t/dia de produto. 3. FLUXO / LAY OUT TPICO DE UMA SINTERIZAO 3.1. ETAPAS NA PRODUO DE SINTER: Na figura 1 apresentado um fluxo bsico e genrico das etapas que so envolvidas durante a produo do sinter.

NO AUTO-FUNDENTE: Quando proveniente de minriohemattico ou magnettico com estril de slica e ao qual no se acrescenta nenhuma base (Ca0 ou Mg0).

AUTO-FUNDENTE: O minrio pode ser o mesmo anterior.

Mas so acrescentadas algumas bases para correo da composio qumica. Podem ser cidos, quando a relao

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4. CONCEITO DE MISTURA TOTAL (M.T.) Por definio, Mistura Total a carga completa carregada na esteira, resultante do somatrio da mistura parcial com o retorno e o combustvel slido. O quadro 2 esclarece melhor este conceito.CARREGAMENTO TPICO DE UMA SINTERIZAO

MATERIAL Blendado Calcrio Serpentinito ou Olivina Min. de MangansESQUEMA INPUT/OUT PUT DO PROCESSO DE SINTERIZAO

MISTURA PARCIAL (%) 92,27 3,46 3,17 0,30 0,80 100,00

MISTURA TOTAL (%) 64,36 2,41 2,21 0,21 0,56 3,25 27,00 100,00

T/H DE CONSUMO 386,16 14,46 13,26 1,16 3,36 19,50 162,00 600,00

Cal fina Coque Retorno TOTAL

3.2. LAY OUT TPICO DE UMA SINTERIZAO DE ESTEIRA (TIPO DWIGHTLLOYD):

5. AMOSTRAGENS DAS MATRIAS-PRIMAS E DA MISTURA TOTAL A coleta do incremento dever ser feita sempre em trs pontos no sentido transversal correia do dosador (figura 3), com o auxlio de uma p com dimenses definidas.

1 - SILOS DE MATERIAIS 3 - MISTURADOR 5 - TREMONHA DE MISTURA 7 - FORNO DE IGNIO 9 - BRITADOR PRIMRIO 11 - PRECIPITADOR ELETROST. 13 RESFRIADOR

2 - SILO DE RETORNO DE FINOS 4 TREMONHA DE BEDDING 6 - ESTEIRA 8 - CAIXAS DE VENTO SOB ESTEIRA 10 PENEIRA A QUENTE 12 - EXAUSTOR PRINCIPAL 14 - PENEIRAS VIBRATRIAS

LAY OUT DA SINTERIZAO

PONTOS DE COLETA DE AMOSTRA NO DOSADOR, PARA CONTROLE DA UMIDADE

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CONTROLE DA UMIDADE DA MISTURA TOTAL: O ideal

que este controle seja automtico e interligado com a adio dgua dentro do misturador. O controle da umidade ideal da mistura a sinterizar, um dos pontos mais importantes, para manuteno da estabilidade operacional de uma sinterizao.

6. CONSUMO DOS MATERIAIS DA MISTURA TOTAL O ensilamento e a dosagem dos componentes da mistura obedecem a critrios previamente definidos como capacidade das balanas dosadoras e volume a ser consumido. As balanas possuem faixas de preciso especficos, funcionam automaticamente, interligadas a vibradores de silos. 7. HOMOGENEIZAO, CONTROLE DE MICROPELOTIZAO DA MISTURA UMIDADE E

CARACTERSTICA TPICA DE UM MISTURADOR

7.2. A INFLUNCIA E O CONTROLE DA UMIDADE NA FORMAO DAS MICRO-PELOTAS A umidade, nas instalaes mais modernas, controlada automaticamente e a dosagem de gua feita no misturador. A umidade est to diretamente relacionada ao processo de sinterizao que seu controle deve ser rigoroso para no correr o risco de perda de produo, consumo elevado de combustvel e m qualidade do snter. O controle de umidade est relacionado com a granulometria da mistura pois, quando a mistura a sinterizar apresenta maiores concentraes granulomtricas na faixa inferior a 150 mesh, o acrscimo na adio de gua em conjunto com a ao do misturador, permite maior formao de micro-pelotas, melhorando com isto, a permeabilidade da mistura; por outro lado, a mistura excessivamente granulada necessita, s vezes, para controle da permeabilidade, da diminuio da gua adicionada. A determinao mais genrica da permeabilidade da mistura : P= Q A x ( H x n) S

7.1. CARACTERSTICAS DO MISTURADOR Atualmente, grande parte dos sinterizadores esto dando muita importncia ao tratamento da mistura. Consegue-se, atravs de uma adequao da mesma, aumentar a permeabilidade do leito, reduzir o consumo de coque e aumentar a produtividade, e minimizar a disperso qumica e fsica do snter. O misturador, alm de ser o equipamento responsvel pela homogeneizao e micropelotizao da mistura, promove tambm a adio de gua para controle da umidade deste material. Principais caractersticas (exemplo da Usiminas): Formato: cilndrico. Inclinao: 20 Dimetro: 3.800mm. Comprimento: 18.500mm. Rotao: 7rpm. Capacidade: 690 t/h Para desempenhar as funes de homogeneizao da mistura e micropelotizao das partculas atravs da adio de gua, o misturador possui na parte interna, respectivamente, ressaltos saliente (200mm) em 40% do seu comprimento e ressaltos menores (30mm) na parte restante. (figura 4)

Onde: P = Permeabilidade do leito (m3/m2. mim) Q = Vazo do gs que atravessa o leito (m3/min) A = rea da mquina (m2) H = Altura da camada do leito (m) S = Depresso sob a esteira (mmH20) n = Expoente ligado ao tipo de escoamento gasoso (n=0,6)

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A INFLUNCIA DA UMIDADE NO RENDIMENTO E PRODUO DO SNTER INFLUNCIA DA MICRO-PELOTIZAO NA DISTRIBUIO GRANULOMTRICA DA MISTURA.

Quanto figura anterior, o tamanho mdio da mistura aps o misturador maior que na estrada do mesmo, devido diminuio da frao menor que 0,25mm pela formao das micro-pelotas. A avaliao da eficincia da micro-pelotizao pode ser traduzida com o auxlio do ndice de granulao (G.I), cuja frmula :

G.I =

(

AB A

x 100

)

A = Partculas Primrias